Téma:

S jakým poměrem máte nejlepší zkušenosti?

Dusičnan draselný/sorbitol - 65%/35%?

Vyplatí se dávat Oxid železitý?

Výhody používání oxidu železitého pro palivo KNO3 + Sorbitol ( ne pro SX81 !!), jsou celkem jednoznačné.
V případě případě motorů s centrálním kanálkem až skoro nutná.
Motor s čelním spalováním má pro toto palivo příliš nízký tah.

Výborně je to popsané na : raketky.via.cz/fs.php sekce TPH KNO3+Sorbitol, a v sekci Aditiva,TPH SX81
Podobně i na webu R.Nakky.

Cituji z Raketek:
Zvýšení rovnoměrnosti odhořívání jádra.
Tato úprava se projevila jako vhodná hlavně u motorů s centrálním kanálkem. Důvodem je, že TPH je průsvitná, což umožňuje pronikat IR záření (tepelnému sálání) z prostoru vyplněného žhavými spalinami skrz zbývající TPH. Tento tok záření je značný. Pokud se plášť zhotoví z alespoň trochu průsvitného materiálu, motor doslova "svítí". Tím se jednak předčasně prohřívá plášť, což už bylo diskutováno ve článku Pláště. Zde je však důležitým hlediskem to, že se v celé hmotě prohřívá zbývající TPH. Ta má nízký bod tání, hluboko pod svým bodem rozkladu a hoření. Na svém povrchu se tudíž musí v tenké vrstvičce odtavovat a pak teprve hoří. Pokud se však vlivem pronikajícího tepelného sálání předčasně a nerovnoměrně předehřívá až natavuje, rychlost hoření nerovnoměrně stoupá. Spaliny, proudící vysokou rychlostí centrálním kanálkem, silnější natavenou vrstvu strhávají, což se projeví vyletováním kapének hořící TPH z trysky a kolísáním tahu motoru. Tento jev se projeví zvláště v počáteční fázi chodu motoru, když průměr kanálku není o mnoho větší než průměr trysky. To lze dobře sledovat krokováním přiblížených záběrů motoru z videokamery. Motor při rozběhu může zapulzovat, pak teprve raketa odstartuje, ale vzápětí zbylá předehřátá TPH shoří rychleji. A to zrovna v okamžiku, kdy se vlivem vyšší plochy odhořívání zvýšilo zahrazení, což je zcela nevhodné. Na vlastním letu se to projeví nepřirozeně krátkým a vysokým tahem, raketa místo kultivovaného letu vystřelí nebezpečným zrychlením a plášť motoru by nemusel vydržet.
Problém lze vyřešit přimísením nějakého "zneprůsviňovače" (jak přeložit anglický termín opacifier ?), t.j. látky, která po přimísení do TPH způsobí, že zcela ztratí průsvitnost. Musí se jednat o takovou látku, která s TPH nijak nereaguje ani za zvýšené teploty a která se snadno nevznítí, aby nedošlo ke snížení bezpečnosti při tavení. Taktéž nesmí citelně snižovat specifický impulz, takže jí v případě, že se neúčastní procesu spalování, musí stačit přídavek maximálně několik procent.

Oxid železitý Fe2O3, a to velmi jemný červený (ne hnědý, ten je hydratovaný) je velmi dobrým aditivem. Kromě zneprůsvitnění hmoty jádra má ještě další význačné vlastnosti. První je usnadnění mletí dusičnanu, je to dobrá mlecí přísada, dusičnan se dobře mele současně s ním. Význačnější je ale jeho katalytický účinek, běžně se používá na zrychlení hoření chloristanových kompozic. V případě dusičnanů je jeho účinek nižší, ale je též citelný, pokud se jej přidá dostatečné množství v hmotnostním obsahu řádu jednotek procent. Již byl zmíněn u epoxidových hořlavých tmelů a taktéž jej používá Richard Nakka u svých TPH označovaných RNX na bázi dusičnanu draselného s epoxidem. Jeho použití v hmotnostním přídavku kolem 2% k sorbitolové TPH má zajímavý důsledek. Vzorek hoří volně za atmosférického tlaku viditelně rychleji, ale doba chodu motoru se nezkrátí, naopak mi připadá delší. Kanálkový motor se snadněji zažehuje a rychleji nasazuje na plný výkon bez zapulzování, naopak čelní motor táhne spíš hůře. Z tohoto pozorování mě vyplývá, že za nízkého tlaku, kdy TPH hoří pomalu, se projeví jeho katalytický účinek a rychlost hoření se zvýší, kdežto za vysokého, kdy již je hoření rychlé i bez jeho přídavku, převáží efekt zneprůsvitnění jádra. Výsledkem je ještě plošší charakteristika hoření TPH v závislosti na tlaku, což je pro motory s kruhovým kanálkem, pracující za proměnného zahrazení, velmi výhodné.
Nyní je možno namítnout, že přídavek katalyzátoru by mohl být bezpečnostním rizikem při tavení TPH. Pro ověření jsem provedl roztavení čistého dusičnanu při teplotě kolem 350C, kdy má vzhled jako voda. Přídavek oxidu železitého však nevedl k žádným známkám rozkladu, takže jeho teplotu nijak význačně nesnižuje.
Závěrem tohoto odstavce bych tedy sorbitolovou TPH aditivovanou oxidem železitým doporučil, a to pro motory s hořením jádra z kanálku, pro čelní nikoliv. Dále se upravená TPH osvědčila jako zpožďovací slož ve vývrtu zátky, hoří rychleji a téměř nezávisle na tlaku. Posléze je tekutější a plastičtější.

Důležité je použití nehydratovaného Fe2O3 !!!

Já také osobně používám přísadu oxidu železitého.

Mirku, prečo sa nemá používať oxid železitý Fe2O3 pre palivo SX81? Kvôli tomu, že obe zložky aj síra aj oxid železitý spravia tú istú prácu a ide o redundanciu? Ja som takých motorov pár urobil a fungovali spoľahlivo a bezečne...

Ahoj Rado ,

SX81 je palivo s jinou kyslíkovou bilancí, jinými podmínkani spalování - je zde sorbitol v rozsahu 9% nahrazen sírou.
Zvýšení reálného impulzu je zřejmě způsobeno výhodnějšími reakcemi (draslík odchází převážně ve formě sulfidu, nikoliv uhličitanu), spalování je účinnější.
U KNO3+sorbitolového paliva působí Fe2O3 jako katalyzátor i jako "zneprůhledňovač" pro infračervené záření vznikají
spalováním tohoto paliva. Palivo se skládá z disperzního KNO3 v sorbitolové matrici, která nepohlcuje IFČ záření.
U SX81 je situace jiná je zde významný přídavek mleté síry která se na na pohlcování IFČ může podílet - to je můj předpoklad. Přídavek Fe2O3 by byl všude uváděn a požíván , ale nikdo to nedělá!!
Ne, že by mne také nezajímalo přesné a jednoznačné vysvětlení souvislostí.

Níže je úvodní informace z Raketek.
Podrobněji si přečti :
raketky.via.cz/fs.php
sekce "Raketová TPH" , Záložka "Aditiva, TPH SX-81"

Uvodní citace k SX81:
TPH SX-81
Tuto TPH, známou hlavně modelářům, vyvinula skupina raketových modelářů v rámci svého projektu s názvem ASTRA, a to již v roce 1981. Jeho složení bylo dokonce předmětem přihlášky vynálezu. V roce 1993, v časopise Modelář č. 12/1993, byl uveřejněn článek o jejich práci včetně složení TPH, viz oskenovaná stránka. (gif 56kB) O dalším osudu této skupiny či zmíněné přihlášky vynálezu ani o případných jiných pracích na téma této TPH mi již není nic známo. V následujících odstavcích proto uvedu své vlastní poznatky o jejím použití.

Složení SX-81
Dusičnan draselný KNO3 64%
Sorbitol 27%
Síra mletá 9%

Výhody oproti základní sorbitolové TPH :

Zvýšení specifického impulsu.
Zvýšení rovnoměrnosti a spolehlivosti odhořívání.
Větší tolerance k nižšímu zahrazení.
Nižší cena.
Nevýhodou oproti základní sorbitolové TPH je pouze obtížnější příprava.

Zajímavostí je, že teoreticky je tato kompozice dokonce nepatrně horší, než základní bez síry, ale již pouhý subjektivní dojem z letu zvláště malých motorků je opačný. Zvýšení reálného impulzu je zřejmě způsobeno výhodnějšími reakcemi (draslík odchází převážně ve formě sulfidu, nikoliv uhličitanu), spalování je účinnější a v malém motorku úplnější.

Mirek

Mirku dakujem, toto vsetko viem, stranky Lk mam zmaknute par rokov a moje pokusy s SX81 su odtial. Fe2o3 sa ale nespomina s SX kou, ani nikde inde. Tak som chcel vediet ci to niekto neskusal a nezmeral. Mne to takto funguje ale nemam to s cim merat, REDALS nemam... Mozno to niekto otestuje. Sx 81 je pre mna favorit lebo sa lahko zapaluje v porovnani s 65/35. Fe2o3 nema na bezpecnost vplyv pretoze to nie je hlinik a ani horcik, takze nic nehrozi.

Ahoj Rado ,

SX81 je výsledkem vývoje skupiny odborníků (na vnitřní balistiku RM, chemii raketových paliv a pod.)
Chtít do výsledku takovéhoto vývoje přidávat bez reálného důvodu oxid železitý je nesmyslné.
To tam můžeš přidat 2-3% jemného písku - a ono to bude také fungovat. Otázkou je jakou hodnotu potom bude
mít skutečný Isp. Bez objektivního měření je posuzování takové úpravy paliva spíše "dojmologie" než realita.

Je to prostě už "jiné" palivo a to co fungovalo v jednom palivu není možné mechanicky přenést do jiného paliva.
Samozřejmě jako dotaz na možný Fe2O3 vliv je to zajímavé, skusím se na to zeptat a dám vědet.

Mirek